情報通信ネットワークの飛躍的な高度化を目指して

今後20年間に1,000倍の大容量化が必須とされる情報通信ネットワークの飛躍的な高度化のため、次世代超高速通信網の核となるフォトニック基盤技術を実現することを目指しています。

環北極海全域の海洋生態系の統合的理解

日本、米国、ノルウェーで進行中の環北極海域（北極海および隣接する周辺の亜寒帯海域）の既存研究課題の個別研究成果を発表する国際ワークショップを開催し、共通点や差異を整理しながら各海域における成果の統合的な理解を目指している。

糖修飾による加工・健康機能の改善

メメイラード反応を利用して魚肉タンパク質に糖類を結合させることで、加工特性と健康機能（抗炎症機能、血圧上昇抑制、脂質吸収抑制、抗酸化機能）を改変した水溶性筋肉タンパク質・ペプチドが作製できる。畜鶏肉や各種タンパク質にも応用可能。

理想的な３Ｄ映像の表示

電子ホログラフィによる３Ｄ表示のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）装置の開発を行っています。これには新たな計算アルゴリズムと新設計の光学系が用いられ、小型、軽量な実用的装置を実現しました。

高さ方向には原子分解能を有する光学顕微鏡の開発とそれを用いた氷結晶表面のその場観察

株式会社オリンパスエンジニアリングと共同で、高さ方向には原子分解能を有する光学顕微鏡を開発した。現在それを用いて、氷結晶が成長・昇華・融解する機構を、分子レベルで明らかにしようとしている。

音響キャビテーションを定位置に高効率で発生させる方法

超音波によって水中に駆動される音響キャビテーションが崩壊するとき、気泡の内部は高温・高圧状態となり、プラズマ化する（ソノプラズマ）。音響キャビテーションを定位置に高効率で発生させる方法を見出し、プラズマ応用技術としての展開を図る。

社会的・経済的価値の顕在化と参加型評価の試行

ミュージアムを適切な枠組みで自己評価し、学びと改善のヒントを得たり、情報公開を進めたりすることが求められています。本研究では、ミュージアムスタッフとともに、その枠組みや評価手法を検討し、評価活動が実際に稼働するまでの過程をサポートします。

電気化学反応を利用した
低損傷かつ制御性のよい半導体エッチング技術

電気化学反応を利用した半導体エッチング技術により、従来法と比べて加工ダメージの抑制と深さ方向に対する精密な加工制御を達成した。AlGaN/GaNへテロ構造トランジスタのゲートリセス加工へ適用し、トランジスタのノーマリーオフ化を実現した。

キットにサンプルを添加するだけで病原菌を測定可能

測定キットにサンプル（下水、廃水、食品抽出液、飲料水）を0.1mL添加し、装置に設置するだけで、早ければ1時間、遅くても12時間以内に大腸菌、大腸菌群、腸球菌の濃度を測定できる技術を開発しました。

宇宙線に起因する通信機器の誤動作を未然に防ぐ

通信ネットワークを支える機器の半導体デバイスの高集積化が進展してきており、宇宙線中性子によるソフトエラーの確率が高まることが懸念されている。その対策のため、北大の小型加速器中性子源を利用して、通信機器のソフトエラー試験を実施している。

世界トップクラスの核酸導入能と安全性の両立

siRNAの安全かつ効率的なin vivo送達を実現する独自の機能性脂質群を開発した。本脂質を含む脂質ナノ粒子は優れたエンドソーム脱出能力に起因する肝細胞への世界トップクラスのsiRNA導入効率および生分解性に起因する高い安全性を示した。

高分子担体を反応場とする金属錯体触媒の設計と効率的合成プロセスの開発

高分子担持金属触媒の創製に有効なポリスチレン架橋ビスホスフィン配位子を開発しました。高分子トポロジーの効果により、金属錯体の不均化や金属凝集による触媒の不活性化を抑制することができます。第一遷移系列金属触媒の配位子として特に有効です。

オープンエデュケーションによる未来の学びの実現

eラーニングをはじめとするインターネットを用いた教育学習を、教育工学の視点から研究しています。加えて、オープンコースウェアやMOOCなどによる教育のオープン化を、教材の質改善や学習効果向上に役立てる実践研究を行っています。

マルチ量子ビーム科学と工学応用

北海道大学超高圧電子顕微鏡研究室では、複合量子ビーム照射による微細組織変化のその場観察が原子スケールで可能な世界初となる光・イオン・電子の複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡を開発しました。

中～遠赤外線を操る材料・デバイスの開発

中～遠赤外線の波長以下のパターンを持つヒーターや回折格子を作るとこれら電磁波を制御するデバイスを作れることが期待されます。我々は金属炭化物や酸化物の薄膜・積層・微細構造の作製法の開発と素子特性を研究しています。

空間位相制御によるマスクレスでの自由微細パターン創成

光干渉リソグラフィに空間位相制御を導入して，マスクレスで自由パターンを転写創成する手法を開発。これまでに，従来の2ビーム干渉では実現困難であった2次元干渉パターンの生成に成功しており，現在パターン転写およびその精度向上に取り組んでいます。

0.001 arc-second超の高分解能を実現し，回折スケール格子ピッチ評価に援用

超精密位置決めステージなど，精密移動体の微小角度変位を検出する光学式角度センサを開発しています。レーザオートコリメーション法ベースの角度センサとして世界最高レベル(0.001 arc-second超)の分解能を達成しています。

道央を中心に

「北海道経済」という言葉は、今なお「後進性」とか「一次産業」のイメージを持たれています。しかし、近現代史の歩みを見るならば、都市形成が顕著に進み、とりわけ札幌および道央は日本経済史上に類を見ないほどの膨張と変容を遂げた、といえるでしょう。

心臓弁膜症においては周術期のカルニチン内服が術後心房細動　(POAF)　を抑制しうるかどうかを無作為割り付け多施設共同研究により明らかにする。肺癌および食道癌においては類似の先行研究がないため、単群介入試験を行う。

サブミリオーダー位置計測とその展開

従来手法より２桁高精度な測距技術および照明を用いた独自の時刻同期技術とを統合し、携帯端末やロボットの３次元位置ならびに速度を高速かつ正確に推定する。さらに、特定の移動体に対する選択的フリッカレス可視光通信や位置依存の情報配信を実現する。

温暖化するグリーンランドの沿岸環境

北極域に位置するグリーンランドでは、氷河氷床の質量が近年急速に減少しています。わたしたちは、氷河氷床と海洋が接するグリーンランド沿岸の環境変化に着目して、現地調査や人工衛星データを用いた研究を行っています。

セメント硬化体微細組織の可視化

コンクリート内部の微細組織に対して、数ミクロンの精度でその幾何学的空間情報を取得できるCT法、および関心領域の水和物や変質を調べる回折法を連成させる新しい測定手法「非破壊CT－XRD連成法」を開発して、革新的セメント系硬化体材料を開発する。

エレクトロクロミズムから多重応答へ(蛍光、旋光性）

色調の制御が容易なカチオン性有機色素を基本として、蛍光、旋光性（円二色性）などの多重応答が可能な物質群を提供します。本技術では還元種の分解過程が抑制される工夫が施され、また酸化種と還元種を混合しても交換が起こらないという双安定性を持ちます。

競争吸着法による乾燥コンブのヨウ素低減技術

単糖とカルシウムを含む抽出溶媒を、乾燥コンブと吸着剤を充填したカラムに循環流通するだけで、コンブのヨウ素を約90%除去できる技術を開発しました。

人口減少時代の都市集約化の方法論

本研究室は、人口減少時代の都市において最先端の課題である、集約型コンパクトシティをわが国で初めて提案し実践している。人口が激減する夕張市において、市や住民と協働し、集約型コンパクトシティの構想を提案し、実際に市街地集約化の事業を進めている。

"高速性"をキーワードとして，高速化に必要なアーキテクチャから，高速化に付随して生じる課題解決技術まで，理論・アルゴリズム・デバイス・システム・アプリケーションといった総合的な観点でロボット開発をおこなっています．

二酸化炭素から電気を用いて有用カルボン酸を作る

有機電解法により、数個のフッ素原子を有する容易に入手可能な芳香族化合物と二酸化炭素から、新規含フッ素ビルディングブロックとして有望な種々の含フッ素芳香族カルボン酸を位置選択的に収率よく合成することに成功した。